(57)【要約】  本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、表面側絶縁基板（２２）上に太陽電池セル（２５）を形成する工程と、太陽電池セル（２５）が形成された表面側絶縁基板（２２）上に、前記表面側絶縁基板（２２）及び裏面側絶縁基板（２３）の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、前記太陽電池セル（２５）と対向する面側に凹凸形状が形成された封止部材（２４）を配置する工程と、前記封止部材（２４）上に前記裏面側絶縁基板（２３）を配置する工程と、真空条件下で、前記裏面側絶縁基板（２３）の上方から加圧しつつ加熱することにより、前記封止部材（２４）の前記凹凸形状部を押し潰して前記太陽電池セル（２５）に密着させることで、前記太陽電池セル（２５）を前記表面側絶縁基板（２２）と前記裏面側絶縁基板（２３）との間に封止する工程と、冷却により前記封止部材を硬化させる工程と、を含み、前記封止部材がアイオノマー樹脂である。
2012002422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造の太陽電池モジュールの製造方法であって、
表面側絶縁基板上に太陽電池セルを形成する工程と、
太陽電池セルが形成された前記表面側絶縁基板上に、前記表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、前記太陽電池セルと対向する面側に凹凸形状が形成された封止部材を配置する工程と、
前記封止部材上に前記裏面側絶縁基板を配置する工程と、
真空条件下で、前記裏面側絶縁基板の上方から加圧しつつ加熱することにより、前記封止部材の前記凹凸形状部を押し潰して前記太陽電池セルに密着させることで、前記太陽電池セルを前記表面側絶縁基板と前記裏面側絶縁基板との間に封止する工程と、
冷却により前記封止部材を硬化させる工程と、
を含み、前記封止部材がアイオノマー樹脂であることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記封止部材は、硬化後その周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池セルの前記裏面電極層には、電流を取り出すための取り出し線と、この取り出し線から外部へ電流を出力するための引き出し線とが配置され、
前記封止部材は、前記取り出し線と前記引き出し線との接合部に対向する部分の厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線は、前記接合部における厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線は、前記接合部における幅が他の部分の幅より広く形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線は、前記接合部における幅方向の断面積と他の部分の幅方向の断面積とが等しくなるように前記引き出し線の厚みと幅が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線及び／または前記取り出し線の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造であり、
表面側絶縁基板上に太陽電池セルが形成され、前記太陽電池セルと裏面側絶縁基板との間に封止部材が配置された構造の太陽電池モジュールであって、
薄く形成された絶縁基板の周端部近傍が、厚く形成された絶縁基板側に湾曲していることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項９】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の製造方法によって製造される太陽電池モジュールであって、
前記封止部材の周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合わせガラス構造の樹脂封止型太陽電池モジュールの製造方法、及びその製造方法で製造された太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールには、その用途や使用環境などに応じて種々の構造のものがあり、その一つとして、合わせガラス構造の太陽電池モジュールがある。この太陽電池モジュールは、表面側ガラス基板と裏面側ガラス基板とで、互いに電気的に接続された複数の太陽電池セルを挟み込むことにより、モジュール内部に太陽電池セルを封止した構造となっている。【０００３】
このような合わせガラス構造の太陽電池モジュールを開示した先行文献として、特開２００４−２８８６７７号公報（以下、特許文献１という。）、及び特開平１１−３１８３４号公報(以下、特許文献２という。)がある。【０００４】
特許文献１に記載された合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルを透光性樹脂封止層によって封止するとともに、この透光性樹脂封止層に封止された太陽電池セルを表面側ガラス基板及び裏面側ガラス基板からなるサブアセンブリ内に挿入配置することにより、モジュール化が行なわれている。【０００５】
また、特許文献２に記載された合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいては、２枚のガラス基板間に封止部が形成され、その封止部に太陽電池セルが配置されるとともに、充填材が封止されている。【０００６】
以下、合わせガラス構造の太陽電池モジュールの封止方法について説明する。【０００７】
図１２は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した太陽電池セルの構造の一例を示す概略断面図である。図１２に示すように、表面側ガラス基板１０１の上面に太陽電池セル１０３を形成する。太陽電池セル１０３は、表面電極層、光電変換層及び裏面電極層をこの順番に積層して構成されている。この状態で、表面側ガラス基板１０１と対向するように裏面側ガラス基板１０２を配置し、これら表面側ガラス基板１０１と裏面側ガラス基板１０２との間に、太陽電池セル１０３を覆うように樹脂部材１１１を充填する。この後、表面側ガラス基板１０１及び裏面側ガラス基板１０２の側面に防水用の枠１１２を取り付けることにより、太陽電池セル１０３を封止する。ここで、表面側ガラス基板１０１と裏面側ガラス基板１０２はほぼ同等の厚さを持ち、ラミネート時、またはモジュール化された後にも充分な強度のある厚みがある。【０００８】
図１３は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した太陽電池セルの構造の他の例を示す概略断面図である。図１３に示すように、表面側ガラス基板１０１の上面に太陽電池セル１０３を形成する。この状態で、表面側ガラス基板１０１の上面に太陽電池セル１０３を囲むように周辺封止部材１０５を配置し、表面側ガラス基板１０１と対向するように裏面側板ガラス１０２を配置する。この後、表面側ガラス基板１０１と裏面側板ガラス１０２と周辺封止部材１０５とにより囲まれて形成される封止部に、樹脂部材１１１を充填する。【０００９】
図１２に示すように、表面側ガラス基板１０１及び裏面側ガラス基板１０２の外側から枠１１２により、太陽電池セル１０３を封止する場合、太陽電池モジュールの大きさが大きくなってしまうといった問題があった。また、図１３に示す太陽電池モジュールの太陽電池セルを封止する工程では、樹脂部材１１１を充填する工程と、周辺封止部材１０５を配置する工程とを別々に行なっている。そのため、作業工数が多くなるといった問題があった。【００１０】
そこで、樹脂充填型太陽電池モジュールの製造方法において、作業工数を削減するために、樹脂部材１１１を充填する工程と周辺封止部材１０５を配置する工程とを、裏面側ガラス基板１０２を表面側ガラス基板１０１に対向配置する工程に含めた工程とすることが考えられる。図１４Ａは、表面側ガラス基板１０１上に樹脂部材１１４、周辺封止部材１０５及び裏面側板ガラス１０２を積層する工程を示す概略断面図、図１４Ｂは、ラミネート処理している状態を示す概略断面図、図１４Ｃは、ラミネート処理後の状態を示す概略断面図である。【００１１】
図１４Ａに示すように、１つ以上の太陽電池セル１０３が形成された表面側ガラス基板１０１の上面に、樹脂部材１１４及び周辺封止部材１０５を配置し、その上方に、表面側ガラス基板１０１と対向するように裏面側ガラス基板１０２を配置する。【００１２】
次に、図１４Ｂに示すように、真空条件下で、裏面側ガラス基板１０２の上方から、矢印で示す方向に加圧及び加熱する。これにより、裏面側板ガラス１０２の下面と周辺封止部材１０５の上面とが接触するまでは、表面側ガラス基板１０１と裏面側ガラス基板１０２と周辺封止部材１０５とにより囲まれて形成される封止部内の空気１０６が排気される。この場合、裏面側ガラス基板１０２と周辺封止部材１０５とが接触した後は、封止部内の空気１０６を外部に排気するための経路が存在しないため、封止部内の空気１０６を十分に排気することができない。【００１３】
このようにして排気処理された結果、図１４Ｃに示すように、加熱された樹脂部材１１４が透光性樹脂層１１５となる。
上記製造方法によって製造された太陽電池モジュールでは、空気１０６がそのまま封止部の内部に気泡として残ってしまうことになる。封止部の内部に気泡が残ると、太陽電池モジュールに日光が当たって加熱された際に、気泡が熱膨張して周囲の透光性樹脂層１１５に亀裂などの劣化を引き起こす。透光性樹脂層１１５が劣化すると、太陽電池セル１０３の性能維持が難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２８８６７７号公報
【特許文献２】特開平１１−３１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記の問題は、空気がそのまま封止部の内部に気泡として残ってしまうことに起因している。従って、周辺封止部材１０５を廃止し、その分、樹脂部材１１４の外形寸法を大きくして、樹脂部材１１４が封止部材を兼ねるようにすることで、この問題を解決することができる。【００１６】
ところで、最近の太陽電池モジュールは、薄型化及び軽量化の傾向にある。薄型化のためには、表面側または裏面側ガラス基板および樹脂部材１１４を薄くすることが検討されている。ガラスの薄型化に関しては、片面のみのガラスを薄型化することで強度を保ちながら軽量化することが可能である。さらには表面側のガラスを薄型化することは、透過率を下げることなく低コストの青色ガラス等へ置き換えることが考えられ、より有効である。【００１７】
しかしながら、発明者は太陽電池モジュールの薄型化のために、表面ガラスの薄型化と周辺封止部材の廃止を検討していて以下の課題に気が付いた。【００１８】
太陽電池セル１０３の裏面電極層上には、図示は省略しているが、電流を取り出すための取り出し線と、この取り出し線から外部へ電流を出力するための引き出し線とが配置されており、この取り出し線と引き出し線との接合部は、裏面電極層上でその厚み分だけ突出した状態となっている。そのため、ラミネート処理工程において裏面側ガラス基板の上方から加圧及び加熱を加えると、樹脂部材１１４が圧潰及び面方向に延伸される際に、周辺封止部材１０５を廃止しているので、最初にこれら取り出し線や引き出し線の角部分で集中的に応力が発生し、特に接合部では、大きな応力が発生することになる。そして、このような応力は、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）に大きく影響し、取り出し線や引き出し線の角部分や接合部の周辺部において、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）にひび割れ等が発生しやすいといった問題があった。【００１９】
また、周辺封止部材１０５を廃止し、樹脂部材１１４で封止部材を兼ねるようにするためには、太陽電池モジュールの周端面から水蒸気等が浸入しないように、樹脂部材１１４の端部で太陽電池モジュールの周端面を確実に封止する必要がある。そのためには、樹脂部材１１４の端面形成位置や端面の形状等を工夫する必要があるといった問題があった。【００２０】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、合わせガラス構造の樹脂封止型太陽電池モジュールを薄型化及び軽量化に際し、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）を採用しても、表面側ガラス基板や裏面側ガラス基板等の破損が少なく、かつ、防水性にも優れた太陽電池モジュールの製造方法、及びその製造方法で製造された太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明にかかる片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造の太陽電池モジュールの製造方法は、表面側絶縁基板上に太陽電池セルを形成する工程と、太陽電池セルが形成された前記表面側絶縁基板上に、前記表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、前記太陽電池セルと対向する面側に凹凸形状が形成された封止部材を配置する工程と、前記封止部材上に前記裏面側絶縁基板を配置する工程と、真空条件下で、前記裏面側絶縁基板の上方から加圧しつつ加熱することにより、前記封止部材の前記凹凸形状部を押し潰して前記太陽電池セルに密着させることで、前記太陽電池セルを前記表面側絶縁基板と前記裏面側絶縁基板との間に封止する工程と、冷却により前記封止部材を硬化させる工程と、を含み前記封止部材がアイオノマー樹脂であることを特徴としている。【００２２】
本発明の片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造の太陽電池モジュールの製造方法によれば、裏面側絶縁基板及び表面側絶縁基板の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、太陽電池セルの裏面電極層と対向する面側に凹凸形状が形成された封止部材を、太陽電池セルが形成された表面側絶縁基板上に配置し、真空条件下で、裏面側絶縁基板の上方から加圧しつつ加熱することにより、封止部材の凹凸形状部を押し潰して太陽電池セルに密着させることで、太陽電池セルを表面側絶縁基板と裏面側絶縁基板との間に封止する構成としている。この際、封止部材をアイオノマー樹脂で形成しておけば、加熱によって溶融した封止部材はその変形が容易となり、面方向に押し延ばすようにして、凹凸形状部をほぼ均等に押し潰していくことができる。そして、最後には、凹凸形状部が完全に潰れて、封止部材が太陽電池セルの裏面電極層の全体、及び、太陽電池セルからはみ出している表面側絶縁基板の周縁部上面に均等に密着することになる。このような封止工程（ラミネート処理）では、裏面側絶縁基板を介して封止部材を加圧する際、封止部材の凹凸形状部がほぼ均等に潰れていくことで、その応力は裏面側絶縁基板及び表面側絶縁基板の全体にほぼ均等にかかり、特定部位に集中することがないので、厚みを薄くした絶縁基板においてひび割れ等の破損を防止、もしくは低減することができる。【００２３】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記封止部材は、硬化後その周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されていてもよい。【００２４】
このような構成とすれば、封止部材によって太陽電池モジュールの周端面の封止を兼ねることができる。これにより、従来のように太陽電池セルを封止する封止部材と、太陽電池モジュールの周端面を封止する封止部材（例えば、アルミ製の枠体等）とを個別に設ける必要がないので、部品点数が削減され、かつ、組み立て工程においても、太陽電池モジュールの周端面を封止する工程を省略することができる。【００２５】
また、封止部材によって太陽電池モジュールの周端面の封止も兼ねることで、従来のように封止部材のはみ出した部分をカットする工程も省略することができる。【００２６】
さらに、封止部材の周端面を、表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の周端面よりも外側に突出するように形成しておけば、太陽電池モジュールの設置時及び設置後に、太陽電池モジュールの端部に物が当たった場合でも、この物はまず封止部材に当たるため、封止部材が緩衝部材となって太陽電池モジュールへのダメージを低減することができる。【００２７】
さらにまた、封止部材の周端面が、表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも若干外側に突出する程度に留めるように形成することで、太陽電池モジュールの製造時に、ゲル状となった封止部材が表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の周端面から垂れてラミネート装置に付着することを防止することができる。【００２８】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記太陽電池セルの前記裏面電極層には、電流を取り出すための取り出し線と、この取り出し線から外部へ電流を出力するための引き出し線とが配置され、前記封止部材は、前記取り出し線と前記引き出し線との接合部に対向する部分の厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていてもよい。【００２９】
取り出し線と引き出し線との接合部は、裏面電極層上でその厚み分だけ突出した状態となっている。従って、本発明の製造方法では、この接合部を含む周辺部分の封止部材の厚みを他の部分の厚みより薄くすることで、封止部材を太陽電池セルの裏面電極層に密着させたときに、封止部材が接合部から受ける応力を低減、分散することができる。【００３０】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線は、前記接合部における厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていてもよい。【００３１】
上記したように、取り出し線と引き出し線との接合部は、裏面電極層上でもその厚み分だけ突出した状態となる。そこで、本発明の製造方法では、この接合部における引き出し線の厚みを他の部分の厚みより薄く形成することで、接合部の厚みを極力薄く抑えるようにしている。これにより、封止部材を太陽電池セルの裏面電極層に密着させたときに、封止部材が接合部から受ける応力を低減、分散できる。【００３２】
さらに、引き出し線の厚みを薄くすることに加え、接合部を含む周辺部分の封止部材の厚みも他の部分の厚みより薄くすることで、封止部材を太陽電池セルの裏面電極層に密着させたときに、封止部材が接合部から受ける応力をさらに低減、分散できる。【００３３】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線は、前記接合部における幅が他の部分の幅より広く形成されるほうが好ましい。【００３４】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線は、前記接合部における幅方向の断面積と他の部分の幅方向の断面積とが等しくなるように前記引き出し線の厚みと幅が形成されるほうが好ましい。【００３５】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線及び／または前記取り出し線の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状に形成されていてもよい。【００３６】
引き出し線や取り出し線の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体を湾曲状に形成しているので、引き出し線や取り出し線の特定の部位に応力が集中してかかるといった状態が回避され、応力が分散されることになる。【００３７】
また、本発明の太陽電池モジュールは、片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造であり、表面側絶縁基板上に太陽電池セルが形成され、前記太陽電池セルと裏面側絶縁基板との間に封止部材が配置された構造の太陽電池モジュールであって、薄く形成された絶縁基板の周端部近傍が、厚く形成された絶縁基板側に湾曲していることを特徴としている。【００３８】
本発明の太陽電池モジュールは、封止部材によって太陽電池セルを封止する際、封止部材の凹凸形状部を押し潰すようにして太陽電池セルの裏面電極層に密着させているので、封止に際して太陽電池セルの裏面電極層を含む表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板に局所的な応力がかからず、従って、表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板が破損することの無い積層構造の太陽電池モジュールを提供することができる。【００３９】
また、本発明の太陽電池モジュールは、片側の絶縁基板が薄く形成されている。また、太陽電池モジュールは、その外形寸法がおおよそ縦１４００ｍｍ、横１０００ｍｍと大型であるため、表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の寸法もこれに合わせた寸法となっている。そのため、このような大型の太陽電池モジュールにおいて、片側の絶縁基板を薄く形成することで、絶縁基板自体が湾曲しやすい状態となっている。そこで、このような絶縁基板の特性を利用して、表面側絶縁基板と裏面側絶縁基板との間に太陽電池セルを封止部材で封止したとき、薄く形成された絶縁基板の周端部近傍を厚く形成された絶縁基板側に湾曲させるように形成している。このように形成することで、表面側絶縁基板と裏面側絶縁基板の周端部間の隙間が狭くなるため、太陽電池モジュールの周端部に露出する封止部材の周端面積を小さくすることができる。これにより、太陽電池モジュールを設置後、太陽電池モジュールの周端面からの水蒸気等の浸入をより効果的に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、流動性の高いアイオノマー樹脂を使用した封止部材を使用して太陽電池セルをラミネート封止する際、封止部材の凹凸形状部を押し潰すようにして太陽電池セルの裏面電極層に密着させているので、封止に際して太陽電池セルの裏面電極層を含む表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板に局所的な応力がかからない。従って、封止部材による太陽電池セルの封止に際して、表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板が局部的な応力負荷による破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、太陽電池モジュールを架台に載置した状態の太陽電池システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、太陽電池モジュールを表面（受光面）側から見た斜視図である。
【図３】図３は、太陽電池モジュールを表面とは反対側の裏面側から見た斜視図である。
【図４】図４は、太陽電池モジュールを裏面側から見た分解斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、太陽電池モジュールのより具体的な構成例を示しており、製造工程の１つの場面を説明するための斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、太陽電池モジュールのより具体的な構成例を示しており、製造工程の１つの場面を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、図５ＢのＤ−Ｄ線断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、変形例の封止樹脂を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、変形例の封止樹脂を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、変形例１の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、変形例１の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、変形例２の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、変形例２の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】図１１は、表面側ガラス基板の変形例に係る太陽電池モジュールの概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】図１２は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した従来の太陽電池セルの構造の一例を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した従来の太陽電池セルの構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、表面側ガラス基板上に樹脂部材、周辺封止部材及び裏面側板ガラスを積層する工程を示す概略断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ラミネート処理している状態を示す概略断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、ラミネート処理後の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４３】
この実施形態では、本発明の製造方法によって製造された太陽電池モジュールを架台に載置して使用する太陽光発電システムに適用した場合について説明する。
【００４４】
図１は、本発明の製造方法によって製造された複数個の太陽電池モジュール１を架台１０に載置した状態の太陽電池システムの全体構成を示す斜視図である。
【００４５】
本実施形態の太陽光発電システムは、例えば発電所として利用可能な構造となっており、架台１０は、大別すると、コンクリート基礎１１、ベース桟１２、アーム１３、縦桟１４、横桟１５によって構成されている。
【００４６】
すなわち、複数のコンクリート基礎１１を地面上に等間隔に敷設し、各コンクリート基礎１１の上面１１ａにそれぞれベース桟１２を等間隔に並設して固定している。そして、各ベース桟１２の後端部１２ａにそれぞれアーム１３を接続して立設し、各ベース桟１２の先端部１２ｂと各アーム１３の上端部とにそれぞれ縦桟１４を斜めに架け渡して固定し、更に、３本の横桟１５を各縦桟１４と直交するように配置して、各横桟１５を各縦桟１４上に並設している。すなわち、各横桟１５は、縦桟１４の傾斜に沿って相互に異なる高さに配置されており、隣接する横桟１５間に、太陽電池モジュール１の長手方向の両端部を架け渡すことによって、太陽電池モジュール１を傾斜状態で載置している。そして、各横桟１５上の所定の箇所に案内支持具１７を取り付けることによって、太陽電池モジュール１の両端部を支持固定する構成となっている。
【００４７】
このような構成の太陽光発電システムにおいては、下側の横桟１５と中央の横桟１５との間に複数個の太陽電池モジュール１を横一列に並べて載置し、中央の横桟１５と上側の横桟１５との間に複数個の太陽電池モジュール１を横一列に並べて載置している。すなわち、３本の横桟１５上に、複数個の太陽電池モジュール１が上下２列に並べて載置された構成となっている。また、左右に隣り合う２本の縦桟１４間には、上下それぞれ３個の太陽電池モジュール１が並べて載置されるようになっている。
【００４８】
図２ないし図４は、本実施形態に係わる太陽電池モジュール１の構成を示しており、図２は表面側（受光面側）から見た斜視図、図３は表面とは反対側の裏面側から見た斜視図、図４は裏面側から見た分解斜視図である。
【００４９】
本実施形態の太陽電池モジュール１は、架台１０への取付金具を兼ねた２本の支持部材１９を備えた構造となっている。
【００５０】
太陽電池モジュール１は、図４に示すように、複数の太陽電池セル２５（図５Ａ，図５Ｂ参照）を構成する半導体層部２１を表面（受光面）側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３との間に介在させた合わせガラス構造となっており、裏面側ガラス基板２３の表面に、太陽電池モジュール１を架台１０に取り付け可能な形状に形成された長尺状の支持部材１９が、太陽電池モジュール１の長手方向に沿って配置固定されている。また、裏面側ガラス基板２３と半導体層部２１との間には、後述する封止部材２４が介装されている。
【００５１】
支持部材１９の両端部には、それぞれ上方に折り曲げられたＬ字状の係合部１９ｅが設けられており、この係合部１９ｅが、架台１０の案内支持具１７に係合されることによって、太陽電池モジュール１が架台１０に支持固定されるようになっている。この支持部材１９は、太陽電池モジュール１の短手方向に所定の間隔を存して２本、平行に配置されている。また、その配置位置は、長手方向の各辺から内側に一定距離だけ寄せた位置に配置されている。具体的には、この太陽電池モジュール１は、長手方向が約１４００ｍｍ、短手方向が約１０００ｍｍの平面視長方形状であり、各支持部材１９は、長手方向の各辺から内側に約２００ｍｍ（ただし、２００ｍｍに限定されるものではない）寄せた位置に配置されている。このように、支持部材１９を太陽電池モジュール１の短手方向に２本配置することで、太陽電池モジュール１を架台１０に載置したとき、短手方向（図１においてＸ方向）のがたつきなく、安定して、太陽電池モジュール１を架台１０上に載置固定することができる。また、支持部材１９を内側に約２００ｍｍ程度寄せた位置に配置することで、支持部材１９にかかる太陽電池モジュール１の重量配分を、バランス良く分散させることができる。
【００５２】
また、支持部材１９は、クッション部材の両面に粘着剤層を有する両面テープ１８によって太陽電池モジュール１の裏面側ガラス基板２３表面に接着固定されている。粘着剤層としては、アクリル系粘着剤層を用いることができる。また、クッション部材としては、ポリオレフィンまたはアクリルゴム等を使用することができる。このように、太陽電池モジュール１の裏面側ガラス基板２３と支持部材１９との固定に、クッション部材の両面に粘着剤層を有する両面テープ１８を用いることで、例えば架台１０に取り付け後、周辺環境の影響（温度変化）によって支持部材１９や太陽電池モジュール１が熱収縮や熱膨張しても、そのときの支持部材１９と太陽電池モジュール１（具体的には裏面側ガラス基板２３）との熱膨張係数差による応力を緩和することができる。すなわち、太陽電池モジュール１への負荷応力を軽減し、ひび割れ等の損傷を防止することが可能となる。
【００５３】
なお、図３及び図４に示す符号４１は、後述する半導体層部２１から外部へ電流を出力するための正負の引き出し線（出力リード線）３２，３３（図５Ａ参照）を、裏面側ガラス基板２３の開口部２３ａから引き出して電気的に接続するための端子ボックスである。
【００５４】
図５Ａ，図５Ｂ，図６は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１のより具体的な構成例を示している。ただし、図５Ａ，図５Ｂは、製造工程の２つの場面を説明するための斜視図、図６は、図５ＢのＤ−Ｄ線断面図である。なお、図６は、負側取り出し線３１と負側引き出し線３３との接合部３８の断面図であるが、正側取り出し線３０と正側引き出し線３２との接合部の断面図も同様であるので、ここでは正側取り出し線３０及び正側引き出し線３２に対応する符号を括弧付きで記載している。
【００５５】
太陽電池セル２５は、表面側ガラス基板２２上に、図示は省略しているが透明導電膜（ＴＣＯ：Transparent Conductive Oxide）からなる表面電極層、光電変換層、裏面電極層であるＡｇ裏側導通層が真空装置等にてこの順番に積層されて形成されている。透明電極膜としてはＩＴＯの他にもＳｎＯ2やＺｎＯなどがある。光電変換層としてはアモルファスシリコンや微結晶シリコンなどのシリコン系光電変換膜や、ＣｄＴｅ，ＣｕＩｎＳｅ2などの化合物系光電変換膜がある。
【００５６】
このように構成された太陽電池セル２５は、図５Ａに示すように細長い短冊状であり、隣接する太陽電池セル２５，２５同士において一方の表面電極層と他方の裏面電極層とが互いに接続されることで複数の太陽電池セル２５が直列に接続された太陽電池ストリング２６が構成されている。
【００５７】
すなわち、高電圧化のために、これら表面電極層、光電変換層、裏面電極層は、必要に応じてそれぞれの層がレーザーで分断されて構成されている。さらに、直列接続された集積セルの集合を数列形成させるための分断もレーザーにて加工されており、この分断後の直列接続された集合単位を上記した通り太陽電池ストリングと呼んでいる。
【００５８】
そして、この太陽電池ストリング２６における一端部の太陽電池セル２５にＰ型電極端子部２７が形成され、他端部の太陽電池セル２５の裏面電極層の端部上に、Ｎ型電極端子部２８が形成されている。これらＰ型電極端子部２７及びＮ型電極端子部２８が電極取り出し部になる。
【００５９】
また、銅箔からなるバスバーと呼ばれる厚さ約１２０μｍの正側取り出し線（正極集電部）３０が、Ｐ型電極端子部２７に対して電気的かつ機械的に接合され、銅箔からなるバスバーと呼ばれる厚さ約１２０μｍの負側取り出し線（負極集電部）３１が、Ｎ型電極端子部２８に対して電気的かつ機械的に接合されている。これらの接合手段としては、はんだ付けまたは導電性ペースト（Ａｇペースト）などを用いることができる。
【００６０】
上記構成において、太陽電池ストリング２６上には、絶縁膜（以下、「絶縁フィルム」という。）３６で片面被覆されたフラットケーブルからなる正側引き出し線（正極リード線）３２と負側引き出し線（負極リード線）３３とが、互いの先端部を対向させた状態で一直線状に（若しくは幅方向にずらせた平行状態に）配置されている。ただし、図５Ａ及び図５Ｂでは、一直線状に配置した場合を例示している。
【００６１】
正側引き出し線３２の露出した一端部３２ｂは、正側取り出し線３０にはんだ付けにより接続されている。また、正側引き出し線３２の他端部は、太陽電池ストリング２６のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング２６の面から立ち上げるように（例えば、面に対して垂直方向に）折り曲げられて出力リード部３２ａとなっている。
【００６２】
同様に、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂは、負側取り出し線３１にはんだ付けにより接続されている。また、負側引き出し線３３の他端部は、太陽電池ストリング２６のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング２６の面から立ち上げるように（例えば、面に対して垂直方向に）折り曲げられて出力リード部３３ａとなっている。
【００６３】
正側引き出し線３２及び負側引き出し線３３は、複数の太陽電池セル２５上にまたがっているが、各引き出し線３２，３３は絶縁フィルム３６で片面（太陽電池セル２５と接触する側の面）が被覆されているので、これら複数の太陽電池セル２５をショートすることはない。
【００６４】
ただし、太陽電池セル２５は、薄膜太陽電池に限られず、ウェハから形成される結晶系太陽電池であってもよい。
【００６５】
また、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３としては、例えば青板ガラス、白板ガラス、型板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラスまたは網入りガラスなどの使用が可能である。表面側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３とは、必ずしも同種のガラス基板である必要はなく、異種のガラス基板を使用してもよい。どのような種類のガラス基板を使用するかは、太陽電池モジュール１が設置される周辺環境などを考慮して適宜選択可能である。太陽電池モジュール１の受光面側に配置される表面側ガラス基板２２は、透光性を有するガラス基板で形成されている。
【００６６】
図７Ａ，図７Ｂは、本実施形態の太陽電池モジュール１の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。ただし、図７Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図７Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。また、図７Ａ，図７Ｂでは、表面側ガラス基板２２を下側、裏面側ガラス基板２３を上側にして図示している。すなわち、太陽電池モジュール１を上下逆にした状態で図示している。従って、製品として実際に使用されるときの上下関係は逆であるが、以下の説明では、図７Ａ，図７Ｂに示す上下関係に従って本実施形態の太陽電池モジュール１の説明を行うものとする。
【００６７】
本実施形態の太陽電池モジュール１は、表面側ガラス基板２２上に、半導体層部２１である複数の太陽電池セル２５が配置され、この太陽電池セル２５上に、封止部材２４を介して裏面側ガラス基板２３が配置された構造となっている。また、本実施形態の太陽電池モジュール１では、表面側ガラス基板２２の厚みが裏面側ガラス基板２３の厚みより薄くなるように形成されている。具体例を上げると、長手方向が約１４００ｍｍ、短手方向が約１０００ｍｍの外形寸法を有するガラス基板において、表面側ガラス基板２２の厚みが０．７ｍｍ、裏面側ガラス基板の厚みが３．２ｍｍとなっている。ただし、この厚みに限定されるものではない。このように表面側ガラス基板２２の厚みを薄くすることによって、太陽電池モジュール１全体を薄型化、かつ、軽量化することができる。また逆に裏面側ガラス基板を薄くして軽量化することも可能である。
【００６８】
封止部材２４は、熱可塑性のシート状樹脂部材であって、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、その他オレフィン系樹脂またはシリコン樹脂などを用いることができるが、本実施形態ではアイオノマー樹脂を用いている。アイオノマー樹脂は、流動性が高いため、ガラス割れ対策等に有利な材料である。すなわち、常温ではシート状に形状を保つことができるため取り扱いが容易であり、１００℃付近から軟化して流動的となり、ラミネート処理時に配線等の内封物の厚みを確実に吸収するように隙間なく流動するため、密着性に優れているからである。
【００６９】
この封止部材２４は、最終成形品になる前の段階（ラミネート処理前の段階）では、図７Ａに示すように、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の外周形状より一回り程小さい形状に形成されている。また、封止部材２４の、太陽電池セル２５と対向する面側（図７Ａでは下面側）には、その表面全体に凹凸形状部（以下、凹凸部という。）２４ａが形成されている。この凹凸部２４ａは、例えばエンボス加工により形成することができるが、エンボス加工に限定されるものではない。また、凹凸部２４ａの形状は、本実施形態では下向き三角形状（円錐、三角錐、四角錐等）に形成されているが、このような形状に限定されるものではない。例えば、半円球形状や半楕円球形状、円柱形状等でもよい。要するに、圧力をかけることで変形しやすい形状であればよい。
【００７０】
そして、図７Ａに示す状態において、真空条件下で、裏面側ガラス基板２３の上方から（図７Ａに矢印で示す方向から）所定の圧力をかけながら加熱することにより、図７Ｂに示す太陽電池モジュール１が作製される。すなわち、最終成形品の太陽電池モジュール１は、裏面側ガラス基板２３の下面全体に封止部材２４の上面が密着し、太陽電池セル２５の上面とこの太陽電池セル２５周辺の表面側ガラス基板２２の上面（すなわち、表面側ガラス基板２２の周辺部上面）とに、凹凸部２４ａが押し潰されて平坦となった封止部材２４の下面が密着した状態となっている。
【００７１】
また、封止部材２４は、凹凸部２４ａが押し潰される際に、面方向に沿って全体が押し広げられるため、最終的には、面方向に延伸した封止部材２４の周端面２４ｂが、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の両周端面２２ａ，２３ａと面一か、それよりも若干外部に突出するように湾曲状に形成されている。図７Ｂでは、外部に突出するように形成されている。すなわち、封止部材２４によって太陽電池モジュール１の周端面の封止も兼ねる構成としている。
【００７２】
これにより、従来のように太陽電池セルを封止する封止部材と、太陽電池モジュールの周端面を封止する封止部材（例えば、アルミ製の枠体等）とを個別に設ける必要がないので、部品点数が削減され、かつ、組み立て工程においても、太陽電池モジュールの周端面を封止する工程を省略することができる。また、封止部材２４によって太陽電池モジュール１の周端面の封止も兼ねることで、従来のように封止部材のはみ出した部分をカットする工程も省略することができる。さらに、封止部材２４の周端面２４ｂを、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の各周端面２２ａ，２３ａよりも外側に突出するように形成しておけば、太陽電池モジュール１の設置時及び設置後に、太陽電池モジュール１の端部に物が当たった場合でも、この物はまず封止部材２４の周端面２４ｂに当たるため、封止部材２４が緩衝部材となって太陽電池モジュール１へのダメージを低減することができる。
【００７３】
さらにまた、封止部材２４の周端面２４ｂが、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の各周端面２２ａ，２３ａと面一かそれよりも若干外側に突出する程度に形成することで、太陽電池モジュール１の製造時に、ゲル状となった封止部材２４が表面側ガラス基板２２周端面２２ａから垂れてラミネート装置に付着することも防止することができる。
【００７４】
ここで、封止部材２４を構成するアイオノマー樹脂を硬化させるには、従来周知のように一度冷却する必要がある。
【００７５】
なお、封止部材２４の周端面２４ｂを、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の両周端面２２ａ，２３ａと面一か、それよりも若干外部に突出する程度で止めるように形成するのは、裏面側ガラス基板２３の上方からかける圧力量と加熱量とを制御することによって、行うことができる。
【００７６】
ところで、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂと負側取り出し線３１との接合部（重ね合わせ部）３８は、太陽電池セル２５の表面（すなわち、裏面電極層の表面）から突出した形状となっている。図示は省略しているが、正側引き出し線３２の露出した一端部３２ｂと正側取り出し線３０との接合部（重ね合わせ部）も同様に、太陽電池セル２５の表面（すなわち、裏面電極層の表面）から突出した形状となっている。
【００７７】
仮に、封止部材２４の下面側が上面側と同様の平坦面であった場合には、裏面側ガラス基板２３の上方から所定の圧力をかけたとき、封止部材２４の下面（平坦面）がまずこの突出した接合部３８に面接触して圧接され、面接触状態のまま圧潰されていくことになる。そのため、接合部３８において集中的に応力が発生し、特に接合部３８の角部等では大きな応力が発生することになる。そして、このような応力は、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にも影響し、特に厚みを薄くした表面側ガラス基板２２においてその影響が大きい。つまり、正負の取り出し線３０，３１や正負の引き出し線３２，３３の角部分を含む接合部３８の周辺において、表面側ガラス基板２２や裏面側カラス基板２３のひび割れ等が発生しやすいといった問題が発生する。
【００７８】
これに対し、本実施形態の太陽電池モジュール１では、封止部材２４によって太陽電池セル２５を封止する際、封止部材２４の凹凸部２４ａが、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂと負側取り出し線３１との接合部３８にまず点接触（若しくは線接触等）で接触し、その状態から凹凸部２４ａを押し潰していくようにして太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させているので、封止に際して太陽電池セル２５の裏面電極層を含む表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３に局所的な応力がかかることがない。すなわち、本実施形態の太陽電池モジュール１は、封止部材２４による太陽電池セル２５の封止に際して、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３が局部的な応力負荷によって破損する心配の無い積層構造となっている。
【００７９】
以上が、本発明の製造方法によって製造された太陽電池モジュールの基本的構成の説明である。
【００８０】
本発明にかかる太陽電池モジュールは、上記基本構成を踏まえて、種々の変形例を提示することができる。以下、変形例について説明する。
【００８１】
（１）封止部材２４の変形例の説明
図８Ａ，図８Ｂは、変形例の封止部材２４を用いた太陽電池モジュール１の概略断面図である。ただし、図８Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図８Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。
【００８２】
すなわち、この変形例の封止部材２４は、正側取り出し線３０と正側引き出し線３２との接合部３８（図５Ｂ参照）、及び、負側取り出し線３１と負側引き出し線３３との接合部３８に対向する部分２４ｄの厚みが他の部分の厚みより薄く形成されている。このように、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４の厚みを他の部分の厚みより薄くすることで、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が接合部３８から受ける応力を低減、分散することができる。また、封止部材２４の凹凸部２４ａが押し潰されるように変形していくことで、接合部３８の厚み分を吸収することができる。その結果、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力も分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュール１の破損を防止することが可能となる。特に、薄型化及び軽量化のために表面側ガラス基板２２を薄くした場合には、表面側ガラス基板２２において割れの発生防止が重要な課題となるが、接合部３８を含む周辺部分の封止部材２４の厚みを薄くし、かつ、凹凸部２４ａを形成することで、表面側ガラス基板２２の割れの発生をより確実に防止することが可能となる。
【００８３】
なお、図示は省略しているが、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４の厚みを他の部分の厚みより薄くする代わりに、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４に形成された凹凸部２４ａの凹部の深さを他の部分の深さより深く形成してもよい。または、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４に形成された凹凸部２４ａのピッチを他の部分のピッチより広く形成してもよい。要するに、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４の樹脂量を、その他の部分に対向する封止部材２４の樹脂量より少なくなるように形成しておけばよい。
【００８４】
（２）正負の引き出し線３２，３３の変形例１の説明
図９Ａ，図９Ｂは、変形例１の正負の引き出し線３２，３３を用いた太陽電池モジュール１の概略断面図である。ただし、図９Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図９Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。
【００８５】
すなわち、変形例１の正負の引き出し線３２，３３は、図５Ａ，図５Ｂ等に示す基本構成の正負の引き出し線３２，３３に比べて、接合部３８（すなわち、一端部３２ｂ，３３ｂ）の厚みｔ１が、引き出し線の他の部分の厚みｔ２（図６参照）より薄く形成されている。この変形例１では、一端部３２ｂ，３３ｂの厚みｔ１を、他の部分の厚みｔ２の１／２としている。
【００８６】
このような構成とすれば、接合部３８は、裏面電極層上でもその厚み分だけ特に突出した状態となっているが、正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの厚みを薄くすることで、接合部３８全体の厚みを極力薄く抑えることができる。これにより、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が接合部３８から受ける応力を低減、分散できるので、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力も分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュール１の破損を防止することが可能となる。特に、薄型化及び軽量化のために表面側ガラス基板２２を薄くした場合には、表面側ガラス基板２２において割れの発生防止が重要な課題となるが、接合部３８における正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの厚みを薄く形成することで、表面側ガラス基板２２の割れの発生をより効果的に防止することが可能となる。
【００８７】
さらに、正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの厚みを薄くすることに加え、上記変形例１の封止部材２４の構成を組み合わせることで、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が接合部３８から受ける応力をさらに低減、分散できるので、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力もさらに分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュールの破損をより確実に防止することが可能となる。
【００８８】
また、変形例１の正負の引き出し線３２，３３では、図５Ａ，図５Ｂ等に示す基本構成の正負の引き出し線３２，３３に比べて、接合部３８（すなわち、一端部３２ｂ，３３ｂ）の幅ｗ１が、他の部分の幅ｗ２の幅より広く形成されている。この変形例１では、一端部３２ｂ，３３ｂの幅ｗ１を、他の部分の幅ｗ２の２倍としている。すなわち、正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの幅方向の断面積と、他の部分の幅方向の断面積とが等しくなるように形成されている。
【００８９】
すなわち、引き出し線の一端部の厚みを薄くしただけでは、この一端部の引き出し線の幅方向の断面積が、他の部分の幅方向の断面積より小さくなってしまい、接合部３８の抵抗が大きくなって、この部分で発熱、断線等が発生する可能性がある。従って、変形例１では、引き出し線の一端部の厚みを薄くした分、幅方向を広くして、一端部の断面積が他の部分の断面積より小さくならないように、すなわち等しくなるようにしている。これにより、接合部３８での発熱、断線等の発生を防止することができる。
【００９０】
（３）正負の引き出し線３２，３３の変形例２の説明
図１０Ａ，図１０Ｂは、変形例２の正負の引き出し線３２，３３を用いた太陽電池モジュール１の概略断面図である。ただし、図１０Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図１０Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。
【００９１】
すなわち、変形例２の正負の引き出し線３２，３３は、幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状となるように形成したものである。なお、図示は省略しているが、正負の取り出し線３０，３１についても、幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状となるように形成してもよい。
【００９２】
正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の断面形状が矩形状であった場合、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたとき、封止部材２４が裏面電極層上の正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１（特にその接合部３８）から受ける応力は、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の両角部分に集中することになる。しかし、この変形例２によれば、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体を湾曲状に形成しているので、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の特定部位に応力が集中してかかるといった状態が回避され、応力が分散されることになる。これにより、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が裏面電極層上の正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１（特にその接合部３８）から受ける応力を低減、分散できるので、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力も分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュール１の破損を防止することが可能となる。特に、薄型化及び軽量化のために表面側ガラス基板２２を薄くした場合には、表面側ガラス基板２２において割れの発生防止が重要な課題となるが、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の断面形状においてその角部または幅方向の全体を湾曲状に形成することで、表面側ガラス基板２２の割れの発生をより効果的に防止することが可能となる。また、正負の引き出し線３２，３３については、この変形例１と上記変形例２とを組み合わせることによって、表面側ガラス基板２２の割れの発生をさらに効果的に防止することが可能となる。
【００９３】
（４）表面側ガラス基板２２の周端部の形状に関する変形例の説明
図１１は、太陽電池モジュール1の終端部の形状を一部拡大して示す概略断面図である。
【００９４】
図１１に示す太陽電池モジュール１では、表面側ガラス基板２２の周端部近傍２２ｄが裏面側ガラス基板２３側に湾曲している。
【００９５】
すなわち、表面側ガラス基板２２は、裏面側ガラス基板２３よりも薄く形成されている。また、太陽電池モジュール１は、その外形寸法がおおよそ縦１４００ｍｍ、横１０００ｍｍと大型である。従って、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の寸法もこれに合わせた寸法となっている。つまり、薄型で大型の表面側ガラス基板２２は、それ自体が湾曲しやすい状態となっている。そこで、本発明では、このような表面側ガラス基板２２の特性を利用して、表面側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３との間に太陽電池セル２５を封止部材２４で封止したとき、表面側ガラス基板２２の周端部近傍２２ｄを裏面側ガラス基板２３側に湾曲させるように形成している。このように形成することで、表面側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３の周端部間の隙間Ｐが狭くなるため、太陽電池モジュール１の周端面に露出する封止部材２４の周端面２４ｂの面積を小さくすることができる。これにより、太陽電池モジュール１を設置後、太陽電池モジュール１の周端面からの水蒸気等の浸入をより効果的に防止することが可能となる。
【００９６】
（５）最後に、上記構成の太陽電池モジュール１の製造方法について、再度、まとめて説明する。ただし、ここでは図５Ａ，図５Ｂ，図６，図７Ａ，図７Ｂの基本構成を用いて製造方法を説明する。
【００９７】
まず、表面側ガラス基板２２上に、複数の太陽電池セル２５を形成する。
【００９８】
すなわち、図５Ａ及び図５Ｂを参照して既に説明したように、表面側ガラス基板２２上に複数の太陽電池セル２５を形成し、隣接する太陽電池セル２５，２５同士の一方の表面電極層と他方の裏面電極層とを互いに接続することで複数の太陽電池セル２５を直列に接続した太陽電池ストリング２６を形成する。そして、この太陽電池ストリング２６の一端部の太陽電池セル２５にＰ型電極端子部２７を形成し、他端部の太陽電池セル２５の裏面電極層の端部上にＮ型電極端子部２８を形成し、正側取り出し線３０をＰ型電極端子部２７に接合し、負側取り出し線３１をＮ型電極端子部２８に接合する。この後、太陽電池ストリング２６上に、絶縁フィルム３６で片面被覆された正側引き出し線３２と負側引き出し線３３とを、互いの先端部を対向させた状態で一直線状に配置し、正側引き出し線３２の露出した一端部３２ｂを正側取り出し線３０にはんだ付けにより接続し、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂを負側取り出し線３１にはんだ付けにより接続する。
【００９９】
次に、図７Ａに示すように、複数の太陽電池セル２５が形成された表面側ガラス基板２２上に、太陽電池セル２５と対向する面側に凹凸部２４ａがくるように封止部材２４を配置し、この封止部材２４の上に、裏面側ガラス基板２３を配置する。
【０１００】
そして、真空条件下で、裏面側ガラス基板２３の上方から加圧しながら加熱するラミネート処理を実施する。すなわち、加熱がある程度進むと、封止部材２４の粘度が低下して流動性を有するようになり、太陽電池セル２５の裏面電極層上に接触している凹凸部２４ａが徐々に押し潰され、かつ、面方向に押し延ばされて、表面側ガラス基板２２に封止部材２４が接近していく。さらに、加熱が進み、ラミネート工程の終期の段階になると、封止部材２４は、太陽電池セル２５の裏面電極層の全体及びその周囲に隙間なく溶融して流動し、その後、一度冷却（低温化）して硬化する。この結果、図７Ｂに示す構造の太陽電池モジュール１が製造される。
【０１０１】
本実施形態では、封止部材２４をアイオノマー樹脂で形成しているので、加熱によって溶融した封止部材２４はその変形が容易となり、面方向に押し延ばすようにして、凹凸部２４ａを均等に押し潰していくことができる。そして、最後には、凹凸部２４ａが完全に押し潰され、封止部材２４が太陽電池セル２５の裏面電極層の全体、及び、太陽電池セル２５からはみ出している表面側ガラス基板２２の周端部の上面、及び裏面側ガラス基板の対向する下面全体に均等に密着することになる。このようなラミネート処理では、裏面側ガラス基板２３を介して封止部材２４を加圧する際、封止部材２４の凹凸部２４ａがほぼ均等に押し潰されていくことで、その応力は裏面側ガラス基板２３及び表面側ガラス基板２２の全体にほぼ均等にかかり、特定部位に集中することがないので、特に、厚みを薄くした表面側ガラス基板２２においてひび割れ等の破損を防止、もしくは低減することができる。
【０１０２】
上記製造方法では、ラミネート処理において封止部材２４への加圧力を一定としているが、加圧力を段階的に上昇させるようにしてもよい。この場合には、裏面側ガラス基板２３に低い圧力をかけつつ、封止部材２４を加熱して溶融させる段階を経た後、裏面側ガラス基板２３に強い圧力をかけて封止部材２４を押し潰していくようにラミネート処理を行うことができる。最初から、裏面側ガラス基板２３に強い圧力をかけた場合には、薄く形成されている表面側ガラス基板２２が割れる可能性があるが、段階的に加圧力を上昇させることにより、その可能性を低減することができる。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、表面側ガラス基板２２が裏面側ガラス基板２３より薄く形成されている場合について説明したが、これとは逆に、裏面側ガラス基板２３が表面側ガラス基板２２より薄く形成された太陽電池モジュールについても、本発明の製造方法を適用することが可能である。
【０１０４】
また、上記実施形態では、本発明の製造方法によって製造された太陽電池モジュールを、架台に載置して使用する太陽光発電システムに適用した場合を例示しているため、太陽電池モジュール１は、架台１０への取付金具を兼ねた２本の支持部材１９を備えているが、このような支持部材１９を備えない太陽電池モジュールについても、本発明を適用可能であることは当然である。
【０１０５】
また、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０６】
なお、この出願は、日本で２０１０年６月３０日に出願された特願２０１０−１４９３０８号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、合わせガラス構造の樹脂封止型太陽電池モジュールを薄型化及び軽量化に際し、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）を採用しても、表面側ガラス基板や裏面側ガラス基板等の破損が少なく、かつ、防水性にも優れた太陽電池モジュールの製造方法、及びその製造方法で製造された太陽電池モジュールを提供することができる点で有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  太陽電池モジュール
１０  架台
１１  コンクリート基礎
１２  ベース桟
１３  アーム
１４  縦桟
１５  横桟
１７  案内支持具
１８  両面テープ
１９  支持部材
１９ｅ  係合部
２１  半導体層部
２２  表面側ガラス基板（表面側絶縁基板）
２３  裏面側ガラス基板（裏面側絶縁基板）
２３ａ，２３ａ  周端面
２４  封止部材
２４ａ  凹凸形状部
２４ｂ  周端面
２５  太陽電池セル（表面電極層，光電変換層，裏面電極層）
２６  太陽電池ストリング
２７  Ｐ型電極端子部
２８  Ｎ型電極端子部
３０  正側取り出し線
３１  負側取り出し線
３２  正側引き出し線（正極リード線）
３３  負側引き出し線（負極リード線）
３２ａ，３２ｂ  出力リード部
３２ｂ，３３ｂ  一端部
３６  絶縁膜（絶縁フィルム）
３８  接合部
【図１】
2012002422.tif 000003
【図２】
2012002422.tif 000004
【図３】
2012002422.tif 000005
【図４】
2012002422.tif 000006
【図５Ａ】
2012002422.tif 000007
【図５Ｂ】
2012002422.tif 000008
【図６】
2012002422.tif 000009
【図７Ａ】
2012002422.tif 000010
【図７Ｂ】
2012002422.tif 000011
【図８Ａ】
2012002422.tif 000012
【図８Ｂ】
2012002422.tif 000013
【図９Ａ】
2012002422.tif 000014
【図９Ｂ】
2012002422.tif 000015
【図１０Ａ】
2012002422.tif 000016
【図１０Ｂ】
2012002422.tif 000017
【図１１】
2012002422.tif 000018
【図１２】
2012002422.tif 000019
【図１３】
2012002422.tif 000020
【図１４Ａ】
2012002422.tif 000021
【図１４Ｂ】
2012002422.tif 000022
【図１４Ｃ】
2012002422.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月28日(2012.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造の太陽電池モジュールの製造方法であって、
表面側絶縁基板上に太陽電池セルを形成する工程と、
太陽電池セルが形成された前記表面側絶縁基板上に、前記表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、前記太陽電池セルと対向する面側に凹凸形状部が形成された封止部材を配置する工程と、
前記封止部材上に前記裏面側絶縁基板を配置する工程と、
真空条件下で、前記裏面側絶縁基板の上方から加圧しつつ加熱することにより、前記封止部材の前記凹凸形状部を押し潰して前記太陽電池セルに密着させることで、前記太陽電池セルを前記表面側絶縁基板と前記裏面側絶縁基板との間に封止する工程と、
冷却により前記封止部材を硬化させる工程と、を含み、
前記封止部材は、アイオノマー樹脂で形成されており、硬化後その周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池セルの裏面電極層には、電流を取り出すための取り出し線と、この取り出し線から外部へ電流を出力するための引き出し線とが配置され、
前記封止部材は、前記取り出し線と前記引き出し線との接合部に対向する部分の厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線は、前記接合部における厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線は、前記接合部における幅が他の部分の幅より広く形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線は、前記接合部における幅方向の断面積と他の部分の幅方向の断面積とが等しくなるように前記引き出し線の厚みと幅が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記引き出し線及び／または前記取り出し線の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造であり、
表面側絶縁基板上に太陽電池セルが形成され、前記太陽電池セルと裏面側絶縁基板との間に封止部材が配置された構造の太陽電池モジュールであって、
薄く形成された絶縁基板の周端部近傍が、厚く形成された絶縁基板側に湾曲していることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の製造方法によって製造される太陽電池モジュールであって、
前記封止部材の周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合わせガラス構造の樹脂封止型太陽電池モジュールの製造方法、及びその製造方法で製造された太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールには、その用途や使用環境などに応じて種々の構造のものがあり、その一つとして、合わせガラス構造の太陽電池モジュールがある。この太陽電池モジュールは、表面側ガラス基板と裏面側ガラス基板とで、互いに電気的に接続された複数の太陽電池セルを挟み込むことにより、モジュール内部に太陽電池セルを封止した構造となっている。
【０００３】
このような合わせガラス構造の太陽電池モジュールを開示した先行文献として、特開２００４−２８８６７７号公報（以下、特許文献１という。）、及び特開平１１−３１８３４号公報(以下、特許文献２という。)がある。
【０００４】
特許文献１に記載された合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルを透光性樹脂封止層によって封止するとともに、この透光性樹脂封止層に封止された太陽電池セルを表面側ガラス基板及び裏面側ガラス基板からなるサブアセンブリ内に挿入配置することにより、モジュール化が行なわれている。
【０００５】
また、特許文献２に記載された合わせガラス構造の太陽電池モジュールにおいては、２枚のガラス基板間に封止部が形成され、その封止部に太陽電池セルが配置されるとともに、充填材が封止されている。
【０００６】
以下、合わせガラス構造の太陽電池モジュールの封止方法について説明する。
【０００７】
図１２は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した太陽電池モジュールの構造の一例を示す概略断面図である。図１２に示すように、表面側ガラス基板１０１の上面に太陽電池セル１０３を形成する。太陽電池セル１０３は、表面電極層、光電変換層及び裏面電極層をこの順番に積層して構成されている。この状態で、表面側ガラス基板１０１と対向するように裏面側ガラス基板１０２を配置し、これら表面側ガラス基板１０１と裏面側ガラス基板１０２との間に、太陽電池セル１０３を覆うように樹脂部材１１１を充填する。この後、表面側ガラス基板１０１及び裏面側ガラス基板１０２の側面に防水用の枠１１２を取り付けることにより、太陽電池セル１０３を封止する。ここで、表面側ガラス基板１０１と裏面側ガラス基板１０２はほぼ同等の厚さを持ち、ラミネート時、またはモジュール化された後にも充分な強度のある厚みがある。
【０００８】
図１３は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した太陽電池モジュールの構造の他の例を示す概略断面図である。図１３に示すように、表面側ガラス基板１０１の上面に太陽電池セル１０３を形成する。この状態で、表面側ガラス基板１０１の上面に太陽電池セル１０３を囲むように周辺封止部材１０５を配置し、表面側ガラス基板１０１と対向するように裏面側板ガラス基板１０２を配置する。この後、表面側ガラス基板１０１と裏面側板ガラス基板１０２と周辺封止部材１０５とにより囲まれて形成される封止部に、樹脂部材１１１を充填する。
【０００９】
図１２に示すように、表面側ガラス基板１０１及び裏面側ガラス基板１０２の外側から枠１１２により、太陽電池セル１０３を封止する場合、太陽電池モジュールの大きさが大きくなってしまうといった問題があった。また、図１３に示す太陽電池モジュールの太陽電池セルを封止する工程では、樹脂部材１１１を充填する工程と、周辺封止部材１０５を配置する工程とを別々に行なっている。そのため、作業工数が多くなるといった問題があった。
【００１０】
そこで、樹脂充填型太陽電池モジュールの製造方法において、作業工数を削減するために、樹脂部材１１１を充填する工程と周辺封止部材１０５を配置する工程とを、裏面側ガラス基板１０２を表面側ガラス基板１０１に対向配置する工程に含めた工程とすることが考えられる。図１４Ａは、表面側ガラス基板１０１上に樹脂部材１１４、周辺封止部材１０５及び裏面側板ガラス基板１０２を積層する工程を示す概略断面図、図１４Ｂは、ラミネート処理している状態を示す概略断面図、図１４Ｃは、ラミネート処理後の状態を示す概略断面図である。
【００１１】
図１４Ａに示すように、１つ以上の太陽電池セル１０３が形成された表面側ガラス基板１０１の上面に、樹脂部材１１４及び周辺封止部材１０５を配置し、その上方に、表面側ガラス基板１０１と対向するように裏面側ガラス基板１０２を配置する。
【００１２】
次に、図１４Ｂに示すように、真空条件下で、裏面側ガラス基板１０２の上方から、矢印で示す方向に加圧及び加熱する。これにより、裏面側板ガラス基板１０２の下面と周辺封止部材１０５の上面とが接触するまでは、表面側ガラス基板１０１と裏面側ガラス基板１０２と周辺封止部材１０５とにより囲まれて形成される封止部内の空気１０６が排気される。この場合、裏面側ガラス基板１０２と周辺封止部材１０５とが接触した後は、封止部内の空気１０６を外部に排気するための経路が存在しないため、封止部内の空気１０６を十分に排気することができない。
【００１３】
このようにして排気処理された結果、図１４Ｃに示すように、加熱された樹脂部材１１４が透光性樹脂層１１５となる。
上記製造方法によって製造された太陽電池モジュールでは、空気１０６がそのまま封止部の内部に気泡として残ってしまうことになる。封止部の内部に気泡が残ると、太陽電池モジュールに日光が当たって加熱された際に、気泡が熱膨張して周囲の透光性樹脂層１１５に亀裂などの劣化を引き起こす。透光性樹脂層１１５が劣化すると、太陽電池セル１０３の性能維持が難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２８８６７７号公報
【特許文献２】特開平１１−３１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記の問題は、空気がそのまま封止部の内部に気泡として残ってしまうことに起因している。従って、周辺封止部材１０５を廃止し、その分、樹脂部材１１４の外形寸法を大きくして、樹脂部材１１４が封止部材を兼ねるようにすることで、この問題を解決することができる。
【００１６】
ところで、最近の太陽電池モジュールは、薄型化及び軽量化の傾向にある。薄型化のためには、表面側または裏面側ガラス基板および樹脂部材１１４を薄くすることが検討されている。ガラスの薄型化に関しては、片面のみのガラスを薄型化することで強度を保ちながら軽量化することが可能である。さらには表面側のガラスを薄型化することは、透過率を下げることなく低コストの青色ガラス等へ置き換えることが考えられ、より有効である。
【００１７】
しかしながら、発明者は太陽電池モジュールの薄型化のために、表面ガラスの薄型化と周辺封止部材の廃止を検討していて以下の課題に気が付いた。
【００１８】
太陽電池セル１０３の裏面電極層上には、図示は省略しているが、電流を取り出すための取り出し線と、この取り出し線から外部へ電流を出力するための引き出し線とが配置されており、この取り出し線と引き出し線との接合部は、裏面電極層上でその厚み分だけ突出した状態となっている。そのため、ラミネート処理工程において裏面側ガラス基板の上方から加圧及び加熱を加えると、樹脂部材１１４が圧潰及び面方向に延伸される際に、周辺封止部材１０５を廃止しているので、最初にこれら取り出し線や引き出し線の角部分で集中的に応力が発生し、特に接合部では、大きな応力が発生することになる。そして、このような応力は、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）に大きく影響し、取り出し線や引き出し線の角部分や接合部の周辺部において、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）にひび割れ等が発生しやすいといった問題があった。
【００１９】
また、周辺封止部材１０５を廃止し、樹脂部材１１４で封止部材を兼ねるようにするためには、太陽電池モジュールの周端面から水蒸気等が浸入しないように、樹脂部材１１４の端部で太陽電池モジュールの周端面を確実に封止する必要がある。そのためには、樹脂部材１１４の端面形成位置や端面の形状等を工夫する必要があるといった問題があった。
【００２０】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、合わせガラス構造の樹脂封止型太陽電池モジュールを薄型化及び軽量化に際し、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）を採用しても、表面側ガラス基板や裏面側ガラス基板等の破損が少なく、かつ、防水性にも優れた太陽電池モジュールの製造方法、及びその製造方法で製造された太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明にかかる片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造の太陽電池モジュールの製造方法は、表面側絶縁基板上に太陽電池セルを形成する工程と、太陽電池セルが形成された前記表面側絶縁基板上に、前記表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、前記太陽電池セルと対向する面側に凹凸形状部が形成された封止部材を配置する工程と、前記封止部材上に前記裏面側絶縁基板を配置する工程と、真空条件下で、前記裏面側絶縁基板の上方から加圧しつつ加熱することにより、前記封止部材の前記凹凸形状部を押し潰して前記太陽電池セルに密着させることで、前記太陽電池セルを前記表面側絶縁基板と前記裏面側絶縁基板との間に封止する工程と、冷却により前記封止部材を硬化させる工程と、を含み、前記封止部材は、アイオノマー樹脂で形成されており、硬化後その周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されていることを特徴としている。
【００２２】
本発明の片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造の太陽電池モジュールの製造方法によれば、裏面側絶縁基板及び表面側絶縁基板の外周形状より小さい形状に形成され、かつ、太陽電池セルの裏面電極層と対向する面側に凹凸形状部が形成された封止部材を、太陽電池セルが形成された表面側絶縁基板上に配置し、真空条件下で、裏面側絶縁基板の上方から加圧しつつ加熱することにより、封止部材の凹凸形状部を押し潰して太陽電池セルに密着させることで、太陽電池セルを表面側絶縁基板と裏面側絶縁基板との間に封止する構成としている。この際、封止部材をアイオノマー樹脂で形成しておけば、加熱によって溶融した封止部材はその変形が容易となり、面方向に押し延ばすようにして、凹凸形状部をほぼ均等に押し潰していくことができる。そして、最後には、凹凸形状部が完全に潰れて、封止部材が太陽電池セルの裏面電極層の全体、及び、太陽電池セルからはみ出している表面側絶縁基板の周縁部上面に均等に密着することになる。このような封止工程（ラミネート処理）では、裏面側絶縁基板を介して封止部材を加圧する際、封止部材の凹凸形状部がほぼ均等に潰れていくことで、その応力は裏面側絶縁基板及び表面側絶縁基板の全体にほぼ均等にかかり、特定部位に集中することがないので、厚みを薄くした絶縁基板においてひび割れ等の破損を防止、もしくは低減することができる。
【００２３】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記封止部材は、硬化後その周端面が、前記表面側絶縁基板及び前記裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも外側に突出するように形成されている。
【００２４】
このような構成とすれば、封止部材によって太陽電池モジュールの周端面の封止を兼ねることができる。これにより、従来のように太陽電池セルを封止する封止部材と、太陽電池モジュールの周端面を封止する封止部材（例えば、アルミ製の枠体等）とを個別に設ける必要がないので、部品点数が削減され、かつ、組み立て工程においても、太陽電池モジュールの周端面を封止する工程を省略することができる。
【００２５】
また、封止部材によって太陽電池モジュールの周端面の封止も兼ねることで、従来のように封止部材のはみ出した部分をカットする工程も省略することができる。
【００２６】
さらに、封止部材の周端面を、表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の周端面よりも外側に突出するように形成しておけば、太陽電池モジュールの設置時及び設置後に、太陽電池モジュールの端部に物が当たった場合でも、この物はまず封止部材に当たるため、封止部材が緩衝部材となって太陽電池モジュールへのダメージを低減することができる。
【００２７】
さらにまた、封止部材の周端面が、表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の各周端面と面一かそれよりも若干外側に突出する程度に留めるように形成することで、太陽電池モジュールの製造時に、ゲル状となった封止部材が表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の周端面から垂れてラミネート装置に付着することを防止することができる。
【００２８】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記太陽電池セルの前記裏面電極層には、電流を取り出すための取り出し線と、この取り出し線から外部へ電流を出力するための引き出し線とが配置され、前記封止部材は、前記取り出し線と前記引き出し線との接合部に対向する部分の厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていてもよい。
【００２９】
取り出し線と引き出し線との接合部は、裏面電極層上でその厚み分だけ突出した状態となっている。従って、本発明の製造方法では、この接合部を含む周辺部分の封止部材の厚みを他の部分の厚みより薄くすることで、封止部材を太陽電池セルの裏面電極層に密着させたときに、封止部材が接合部から受ける応力を低減、分散することができる。
【００３０】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線は、前記接合部における厚みが他の部分の厚みより薄く形成されていてもよい。
【００３１】
上記したように、取り出し線と引き出し線との接合部は、裏面電極層上でもその厚み分だけ突出した状態となる。そこで、本発明の製造方法では、この接合部における引き出し線の厚みを他の部分の厚みより薄く形成することで、接合部の厚みを極力薄く抑えるようにしている。これにより、封止部材を太陽電池セルの裏面電極層に密着させたときに、封止部材が接合部から受ける応力を低減、分散できる。
【００３２】
さらに、引き出し線の厚みを薄くすることに加え、接合部を含む周辺部分の封止部材の厚みも他の部分の厚みより薄くすることで、封止部材を太陽電池セルの裏面電極層に密着させたときに、封止部材が接合部から受ける応力をさらに低減、分散できる。
【００３３】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線は、前記接合部における幅が他の部分の幅より広く形成されるほうが好ましい。
【００３４】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線は、前記接合部における幅方向の断面積と他の部分の幅方向の断面積とが等しくなるように前記引き出し線の厚みと幅が形成されるほうが好ましい。
【００３５】
また、本発明にかかる太陽電池モジュールの製造方法によれば、前記引き出し線及び／または前記取り出し線の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状に形成されていてもよい。
【００３６】
引き出し線や取り出し線の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体を湾曲状に形成しているので、引き出し線や取り出し線の特定の部位に応力が集中してかかるといった状態が回避され、応力が分散されることになる。
【００３７】
また、本発明の太陽電池モジュールは、片側絶縁基板が薄く形成された合わせガラス構造であり、表面側絶縁基板上に太陽電池セルが形成され、前記太陽電池セルと裏面側絶縁基板との間に封止部材が配置された構造の太陽電池モジュールであって、薄く形成された絶縁基板の周端部近傍が、厚く形成された絶縁基板側に湾曲していることを特徴としている。
【００３８】
本発明の太陽電池モジュールは、封止部材によって太陽電池セルを封止する際、封止部材の凹凸形状部を押し潰すようにして太陽電池セルの裏面電極層に密着させているので、封止に際して太陽電池セルの裏面電極層を含む表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板に局所的な応力がかからず、従って、表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板が破損することの無い積層構造の太陽電池モジュールを提供することができる。
【００３９】
また、本発明の太陽電池モジュールは、片側の絶縁基板が薄く形成されている。また、太陽電池モジュールは、その外形寸法がおおよそ縦１４００ｍｍ、横１０００ｍｍと大型であるため、表面側絶縁基板及び裏面側絶縁基板の寸法もこれに合わせた寸法となっている。そのため、このような大型の太陽電池モジュールにおいて、片側の絶縁基板を薄く形成することで、絶縁基板自体が湾曲しやすい状態となっている。そこで、このような絶縁基板の特性を利用して、表面側絶縁基板と裏面側絶縁基板との間に太陽電池セルを封止部材で封止したとき、薄く形成された絶縁基板の周端部近傍を厚く形成された絶縁基板側に湾曲させるように形成している。このように形成することで、表面側絶縁基板と裏面側絶縁基板の周端部間の隙間が狭くなるため、太陽電池モジュールの周端部に露出する封止部材の周端面積を小さくすることができる。これにより、太陽電池モジュールを設置後、太陽電池モジュールの周端面からの水蒸気等の浸入をより効果的に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、流動性の高いアイオノマー樹脂を使用した封止部材を使用して太陽電池セルをラミネート封止する際、封止部材の凹凸形状部を押し潰すようにして太陽電池セルの裏面電極層に密着させているので、封止に際して太陽電池セルの裏面電極層を含む表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板に局所的な応力がかからない。従って、封止部材による太陽電池セルの封止に際して、表面側絶縁基板や裏面側絶縁基板が局部的な応力負荷による破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、太陽電池モジュールを架台に載置した状態の太陽光発電システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、太陽電池モジュールを表面（受光面）側から見た斜視図である。
【図３】図３は、太陽電池モジュールを表面とは反対側の裏面側から見た斜視図である。
【図４】図４は、太陽電池モジュールを裏面側から見た分解斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、太陽電池モジュールのより具体的な構成例を示しており、製造工程の１つの場面を説明するための斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、太陽電池モジュールのより具体的な構成例を示しており、製造工程の１つの場面を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、図５ＢのＤ−Ｄ線断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、変形例の封止樹脂を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、変形例の封止樹脂を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、変形例１の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、変形例１の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、変形例２の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理前の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、変形例２の引き出し線を用いた太陽電池モジュールのラミネート処理後の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】図１１は、表面側ガラス基板の変形例に係る太陽電池モジュールの概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】図１２は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した従来の太陽電池モジュールの構造の一例を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、２枚のガラス基板の間の封止部に樹脂を充填した従来の太陽電池モジュールの構造の他の一例を示す概略断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、表面側ガラス基板上に樹脂部材、周辺封止部材及び裏面側ガラス基板を積層する工程を示す概略断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ラミネート処理している状態を示す概略断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、ラミネート処理後の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４３】
この実施形態では、本発明の製造方法によって製造された太陽電池モジュールを架台に載置して使用する太陽光発電システムに適用した場合について説明する。
【００４４】
図１は、本発明の製造方法によって製造された複数個の太陽電池モジュール１を架台１０に載置した状態の太陽光発電システムの全体構成を示す斜視図である。
【００４５】
本実施形態の太陽光発電システムは、例えば発電所として利用可能な構造となっており、架台１０は、大別すると、コンクリート基礎１１、ベース桟１２、アーム１３、縦桟１４、横桟１５によって構成されている。
【００４６】
すなわち、複数のコンクリート基礎１１を地面上に等間隔に敷設し、各コンクリート基礎１１の上面１１ａにそれぞれベース桟１２を等間隔に並設して固定している。そして、各ベース桟１２の後端部１２ａにそれぞれアーム１３を接続して立設し、各ベース桟１２の先端部１２ｂと各アーム１３の上端部とにそれぞれ縦桟１４を斜めに架け渡して固定し、更に、３本の横桟１５を各縦桟１４と直交するように配置して、各横桟１５を各縦桟１４上に並設している。すなわち、各横桟１５は、縦桟１４の傾斜に沿って相互に異なる高さに配置されており、隣接する横桟１５間に、太陽電池モジュール１の長手方向の両端部を架け渡すことによって、太陽電池モジュール１を傾斜状態で載置している。そして、各横桟１５上の所定の箇所に案内支持具１７を取り付けることによって、太陽電池モジュール１の両端部を支持固定する構成となっている。
【００４７】
このような構成の太陽光発電システムにおいては、下側の横桟１５と中央の横桟１５との間に複数個の太陽電池モジュール１を横一列に並べて載置し、中央の横桟１５と上側の横桟１５との間に複数個の太陽電池モジュール１を横一列に並べて載置している。すなわち、３本の横桟１５上に、複数個の太陽電池モジュール１が上下２列に並べて載置された構成となっている。また、左右に隣り合う２本の縦桟１４間には、上下それぞれ３個の太陽電池モジュール１が並べて載置されるようになっている。
【００４８】
図２ないし図４は、本実施形態に係わる太陽電池モジュール１の構成を示しており、図２は表面側（受光面側）から見た斜視図、図３は表面とは反対側の裏面側から見た斜視図、図４は裏面側から見た分解斜視図である。
【００４９】
本実施形態の太陽電池モジュール１は、架台１０への取付金具を兼ねた２本の支持部材１９を備えた構造となっている。
【００５０】
太陽電池モジュール１は、図４に示すように、複数の太陽電池セル２５（図５Ａ，図５Ｂ参照）を構成する半導体層部２１を表面（受光面）側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３との間に介在させた合わせガラス構造となっており、裏面側ガラス基板２３の表面に、太陽電池モジュール１を架台１０に取り付け可能な形状に形成された長尺状の支持部材１９が、太陽電池モジュール１の長手方向に沿って配置固定されている。また、裏面側ガラス基板２３と半導体層部２１との間には、後述する封止部材２４が介装されている。
【００５１】
支持部材１９の両端部には、それぞれ上方に折り曲げられたＬ字状の係合部１９ｅが設けられており、この係合部１９ｅが、架台１０の案内支持具１７に係合されることによって、太陽電池モジュール１が架台１０に支持固定されるようになっている。この支持部材１９は、太陽電池モジュール１の短手方向に所定の間隔を存して２本、平行に配置されている。また、その配置位置は、長手方向の各辺から内側に一定距離だけ寄せた位置に配置されている。具体的には、この太陽電池モジュール１は、長手方向が約１４００ｍｍ、短手方向が約１０００ｍｍの平面視長方形状であり、各支持部材１９は、長手方向の各辺から内側に約２００ｍｍ（ただし、２００ｍｍに限定されるものではない）寄せた位置に配置されている。このように、支持部材１９を太陽電池モジュール１の短手方向に２本配置することで、太陽電池モジュール１を架台１０に載置したとき、短手方向（図１においてＸ方向）のがたつきなく、安定して、太陽電池モジュール１を架台１０上に載置固定することができる。また、支持部材１９を内側に約２００ｍｍ程度寄せた位置に配置することで、支持部材１９にかかる太陽電池モジュール１の重量配分を、バランス良く分散させることができる。
【００５２】
また、支持部材１９は、クッション部材の両面に粘着剤層を有する両面テープ１８によって太陽電池モジュール１の裏面側ガラス基板２３表面に接着固定されている。粘着剤層としては、アクリル系粘着剤層を用いることができる。また、クッション部材としては、ポリオレフィンまたはアクリルゴム等を使用することができる。このように、太陽電池モジュール１の裏面側ガラス基板２３と支持部材１９との固定に、クッション部材の両面に粘着剤層を有する両面テープ１８を用いることで、例えば架台１０に取り付け後、周辺環境の影響（温度変化）によって支持部材１９や太陽電池モジュール１が熱収縮や熱膨張しても、そのときの支持部材１９と太陽電池モジュール１（具体的には裏面側ガラス基板２３）との熱膨張係数差による応力を緩和することができる。すなわち、太陽電池モジュール１への負荷応力を軽減し、ひび割れ等の損傷を防止することが可能となる。
【００５３】
なお、図３及び図４に示す符号４１は、後述する半導体層部２１から外部へ電流を出力するための正負の引き出し線（出力リード線）３２，３３（図５Ａ参照）を、裏面側ガラス基板２３の開口部２３ａから引き出して電気的に接続するための端子ボックスである。
【００５４】
図５Ａ，図５Ｂ，図６は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１のより具体的な構成例を示している。ただし、図５Ａ，図５Ｂは、製造工程の２つの場面を説明するための斜視図、図６は、図５ＢのＤ−Ｄ線断面図である。なお、図６は、負側取り出し線３１と負側引き出し線３３との接合部３８の断面図であるが、正側取り出し線３０と正側引き出し線３２との接合部の断面図も同様であるので、ここでは正側取り出し線３０及び正側引き出し線３２に対応する符号を括弧付きで記載している。
【００５５】
太陽電池セル２５は、表面側ガラス基板２２上に、図示は省略しているが透明導電膜（ＴＣＯ：Transparent Conductive Oxide）からなる表面電極層、光電変換層、裏面電極層であるＡｇ裏側導通層が真空装置等にてこの順番に積層されて形成されている。透明導電膜としてはＩＴＯの他にもＳｎＯ2やＺｎＯなどがある。光電変換層としてはアモルファスシリコンや微結晶シリコンなどのシリコン系光電変換膜や、ＣｄＴｅ，ＣｕＩｎＳｅ2などの化合物系光電変換膜がある。
【００５６】
このように構成された太陽電池セル２５は、図５Ａに示すように細長い短冊状であり、隣接する太陽電池セル２５，２５同士において一方の表面電極層と他方の裏面電極層とが互いに接続されることで複数の太陽電池セル２５が直列に接続された太陽電池ストリング２６が構成されている。
【００５７】
すなわち、高電圧化のために、これら表面電極層、光電変換層、裏面電極層は、必要に応じてそれぞれの層がレーザーで分断されて構成されている。さらに、直列接続された集積セルの集合を数列形成させるための分断もレーザーにて加工されており、この分断後の直列接続された集合単位を上記した通り太陽電池ストリングと呼んでいる。
【００５８】
そして、この太陽電池ストリング２６における一端部の太陽電池セル２５にＰ型電極端子部２７が形成され、他端部の太陽電池セル２５の裏面電極層の端部上に、Ｎ型電極端子部２８が形成されている。これらＰ型電極端子部２７及びＮ型電極端子部２８が電極取り出し部になる。
【００５９】
また、銅箔からなるバスバーと呼ばれる厚さ約１２０μｍの正側取り出し線（正極集電部）３０が、Ｐ型電極端子部２７に対して電気的かつ機械的に接合され、銅箔からなるバスバーと呼ばれる厚さ約１２０μｍの負側取り出し線（負極集電部）３１が、Ｎ型電極端子部２８に対して電気的かつ機械的に接合されている。これらの接合手段としては、はんだ付けまたは導電性ペースト（Ａｇペースト）などを用いることができる。
【００６０】
上記構成において、太陽電池ストリング２６上には、絶縁膜（以下、「絶縁フィルム」という。）３６で片面被覆されたフラットケーブルからなる正側引き出し線（正極リード線）３２と負側引き出し線（負極リード線）３３とが、互いの先端部を対向させた状態で一直線状に（若しくは幅方向にずらせた平行状態に）配置されている。ただし、図５Ａ及び図５Ｂでは、一直線状に配置した場合を例示している。
【００６１】
正側引き出し線３２の露出した一端部３２ｂは、正側取り出し線３０にはんだ付けにより接続されている。また、正側引き出し線３２の他端部は、太陽電池ストリング２６のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング２６の面から立ち上げるように（例えば、面に対して垂直方向に）折り曲げられて出力リード部３２ａとなっている。
【００６２】
同様に、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂは、負側取り出し線３１にはんだ付けにより接続されている。また、負側引き出し線３３の他端部は、太陽電池ストリング２６のほぼ中央部に位置し、かつ太陽電池ストリング２６の面から立ち上げるように（例えば、面に対して垂直方向に）折り曲げられて出力リード部３３ａとなっている。
【００６３】
正側引き出し線３２及び負側引き出し線３３は、複数の太陽電池セル２５上にまたがっているが、各引き出し線３２，３３は絶縁フィルム３６で片面（太陽電池セル２５と接触する側の面）が被覆されているので、これら複数の太陽電池セル２５をショートすることはない。
【００６４】
ただし、太陽電池セル２５は、薄膜太陽電池に限られず、ウェハから形成される結晶系太陽電池であってもよい。
【００６５】
また、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３としては、例えば青板ガラス、白板ガラス、型板ガラス、強化ガラス、倍強化ガラスまたは網入りガラスなどの使用が可能である。表面側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３とは、必ずしも同種のガラス基板である必要はなく、異種のガラス基板を使用してもよい。どのような種類のガラス基板を使用するかは、太陽電池モジュール１が設置される周辺環境などを考慮して適宜選択可能である。太陽電池モジュール１の受光面側に配置される表面側ガラス基板２２は、透光性を有するガラス基板で形成されている。
【００６６】
図７Ａ，図７Ｂは、本実施形態の太陽電池モジュール１の概略断面図であり、図５ＢのＥ−Ｅ線断面図である。ただし、図７Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図７Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。また、図７Ａ，図７Ｂでは、表面側ガラス基板２２を下側、裏面側ガラス基板２３を上側にして図示している。すなわち、太陽電池モジュール１を上下逆にした状態で図示している。従って、製品として実際に使用されるときの上下関係は逆であるが、以下の説明では、図７Ａ，図７Ｂに示す上下関係に従って本実施形態の太陽電池モジュール１の説明を行うものとする。
【００６７】
本実施形態の太陽電池モジュール１は、表面側ガラス基板２２上に、半導体層部２１である複数の太陽電池セル２５が配置され、この太陽電池セル２５上に、封止部材２４を介して裏面側ガラス基板２３が配置された構造となっている。また、本実施形態の太陽電池モジュール１では、表面側ガラス基板２２の厚みが裏面側ガラス基板２３の厚みより薄くなるように形成されている。具体例を上げると、長手方向が約１４００ｍｍ、短手方向が約１０００ｍｍの外形寸法を有するガラス基板において、表面側ガラス基板２２の厚みが０．７ｍｍ、裏面側ガラス基板の厚みが３．２ｍｍとなっている。ただし、この厚みに限定されるものではない。このように表面側ガラス基板２２の厚みを薄くすることによって、太陽電池モジュール１全体を薄型化、かつ、軽量化することができる。また逆に裏面側ガラス基板を薄くして軽量化することも可能である。
【００６８】
封止部材２４は、熱可塑性のシート状樹脂部材であって、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、その他オレフィン系樹脂またはシリコン樹脂などを用いることができるが、本実施形態ではアイオノマー樹脂を用いている。アイオノマー樹脂は、流動性が高いため、ガラス割れ対策等に有利な材料である。すなわち、常温ではシート状に形状を保つことができるため取り扱いが容易であり、１００℃付近から軟化して流動的となり、ラミネート処理時に配線等の内封物の厚みを確実に吸収するように隙間なく流動するため、密着性に優れているからである。
【００６９】
この封止部材２４は、最終成形品になる前の段階（ラミネート処理前の段階）では、図７Ａに示すように、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の外周形状より一回り程小さい形状に形成されている。また、封止部材２４の、太陽電池セル２５と対向する面側（図７Ａでは下面側）には、その表面全体に凹凸形状部（以下、凹凸部という。）２４ａが形成されている。この凹凸部２４ａは、例えばエンボス加工により形成することができるが、エンボス加工に限定されるものではない。また、凹凸部２４ａの形状は、本実施形態では下向き三角形状（円錐、三角錐、四角錐等）に形成されているが、このような形状に限定されるものではない。例えば、半円球形状や半楕円球形状、円柱形状等でもよい。要するに、圧力をかけることで変形しやすい形状であればよい。
【００７０】
そして、図７Ａに示す状態において、真空条件下で、裏面側ガラス基板２３の上方から（図７Ａに矢印で示す方向から）所定の圧力をかけながら加熱することにより、図７Ｂに示す太陽電池モジュール１が作製される。すなわち、最終成形品の太陽電池モジュール１は、裏面側ガラス基板２３の下面全体に封止部材２４の上面が密着し、太陽電池セル２５の上面とこの太陽電池セル２５周辺の表面側ガラス基板２２の上面（すなわち、表面側ガラス基板２２の周辺部上面）とに、凹凸部２４ａが押し潰されて平坦となった封止部材２４の下面が密着した状態となっている。
【００７１】
また、封止部材２４は、凹凸部２４ａが押し潰される際に、面方向に沿って全体が押し広げられるため、最終的には、面方向に延伸した封止部材２４の周端面２４ｂが、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の両周端面２２ａ，２３ａと面一か、それよりも若干外部に突出するように湾曲状に形成されている。図７Ｂでは、外部に突出するように形成されている。すなわち、封止部材２４によって太陽電池モジュール１の周端面の封止も兼ねる構成としている。
【００７２】
これにより、従来のように太陽電池セルを封止する封止部材と、太陽電池モジュールの周端面を封止する封止部材（例えば、アルミ製の枠体等）とを個別に設ける必要がないので、部品点数が削減され、かつ、組み立て工程においても、太陽電池モジュールの周端面を封止する工程を省略することができる。また、封止部材２４によって太陽電池モジュール１の周端面の封止も兼ねることで、従来のように封止部材のはみ出した部分をカットする工程も省略することができる。さらに、封止部材２４の周端面２４ｂを、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の各周端面２２ａ，２３ａよりも外側に突出するように形成しておけば、太陽電池モジュール１の設置時及び設置後に、太陽電池モジュール１の端部に物が当たった場合でも、この物はまず封止部材２４の周端面２４ｂに当たるため、封止部材２４が緩衝部材となって太陽電池モジュール１へのダメージを低減することができる。
【００７３】
さらにまた、封止部材２４の周端面２４ｂが、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の各周端面２２ａ，２３ａと面一かそれよりも若干外側に突出する程度に形成することで、太陽電池モジュール１の製造時に、ゲル状となった封止部材２４が表面側ガラス基板２２周端面２２ａから垂れてラミネート装置に付着することも防止することができる。
【００７４】
ここで、封止部材２４を構成するアイオノマー樹脂を硬化させるには、従来周知のように一度冷却する必要がある。
【００７５】
なお、封止部材２４の周端面２４ｂを、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の両周端面２２ａ，２３ａと面一か、それよりも若干外部に突出する程度で止めるように形成するのは、裏面側ガラス基板２３の上方からかける圧力量と加熱量とを制御することによって、行うことができる。
【００７６】
ところで、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂと負側取り出し線３１との接合部（重ね合わせ部）３８は、太陽電池セル２５の表面（すなわち、裏面電極層の表面）から突出した形状となっている。図示は省略しているが、正側引き出し線３２の露出した一端部３２ｂと正側取り出し線３０との接合部（重ね合わせ部）も同様に、太陽電池セル２５の表面（すなわち、裏面電極層の表面）から突出した形状となっている。
【００７７】
仮に、封止部材２４の下面側が上面側と同様の平坦面であった場合には、裏面側ガラス基板２３の上方から所定の圧力をかけたとき、封止部材２４の下面（平坦面）がまずこの突出した接合部３８に面接触して圧接され、面接触状態のまま圧潰されていくことになる。そのため、接合部３８において集中的に応力が発生し、特に接合部３８の角部等では大きな応力が発生することになる。そして、このような応力は、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にも影響し、特に厚みを薄くした表面側ガラス基板２２においてその影響が大きい。つまり、正負の取り出し線３０，３１や正負の引き出し線３２，３３の角部分を含む接合部３８の周辺において、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３のひび割れ等が発生しやすいといった問題が発生する。
【００７８】
これに対し、本実施形態の太陽電池モジュール１では、封止部材２４によって太陽電池セル２５を封止する際、封止部材２４の凹凸部２４ａが、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂと負側取り出し線３１との接合部３８にまず点接触（若しくは線接触等）で接触し、その状態から凹凸部２４ａを押し潰していくようにして太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させているので、封止に際して太陽電池セル２５の裏面電極層を含む表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３に局所的な応力がかかることがない。すなわち、本実施形態の太陽電池モジュール１は、封止部材２４による太陽電池セル２５の封止に際して、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３が局部的な応力負荷によって破損する心配の無い積層構造となっている。
【００７９】
以上が、本発明の製造方法によって製造された太陽電池モジュールの基本的構成の説明である。
【００８０】
本発明にかかる太陽電池モジュールは、上記基本構成を踏まえて、種々の変形例を提示することができる。以下、変形例について説明する。
【００８１】
（１）封止部材２４の変形例の説明
図８Ａ，図８Ｂは、変形例の封止部材２４を用いた太陽電池モジュール１の概略断面図である。ただし、図８Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図８Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。
【００８２】
すなわち、この変形例の封止部材２４は、正側取り出し線３０と正側引き出し線３２との接合部３８（図５Ｂ参照）、及び、負側取り出し線３１と負側引き出し線３３との接合部３８に対向する部分２４ｄの厚みが他の部分の厚みより薄く形成されている。このように、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４の厚みを他の部分の厚みより薄くすることで、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が接合部３８から受ける応力を低減、分散することができる。また、封止部材２４の凹凸部２４ａが押し潰されるように変形していくことで、接合部３８の厚み分を吸収することができる。その結果、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力も分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュール１の破損を防止することが可能となる。特に、薄型化及び軽量化のために表面側ガラス基板２２を薄くした場合には、表面側ガラス基板２２において割れの発生防止が重要な課題となるが、接合部３８を含む周辺部分の封止部材２４の厚みを薄くし、かつ、凹凸部２４ａを形成することで、表面側ガラス基板２２の割れの発生をより確実に防止することが可能となる。
【００８３】
なお、図示は省略しているが、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４の厚みを他の部分の厚みより薄くする代わりに、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４に形成された凹凸部２４ａの凹部の深さを他の部分の深さより深く形成してもよい。または、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４に形成された凹凸部２４ａのピッチを他の部分のピッチより広く形成してもよい。要するに、接合部３８を含む周辺部分に対向する部分の封止部材２４の樹脂量を、その他の部分に対向する封止部材２４の樹脂量より少なくなるように形成しておけばよい。
【００８４】
（２）正負の引き出し線３２，３３の変形例１の説明
図９Ａ，図９Ｂは、変形例１の正負の引き出し線３２，３３を用いた太陽電池モジュール１の概略断面図である。ただし、図９Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図９Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。
【００８５】
すなわち、変形例１の正負の引き出し線３２，３３は、図５Ａ，図５Ｂ等に示す基本構成の正負の引き出し線３２，３３に比べて、接合部３８（すなわち、一端部３２ｂ，３３ｂ）の厚みｔ１が、引き出し線の他の部分の厚みｔ２（図６参照）より薄く形成されている。この変形例１では、一端部３２ｂ，３３ｂの厚みｔ１を、他の部分の厚みｔ２の１／２としている。
【００８６】
このような構成とすれば、接合部３８は、裏面電極層上でもその厚み分だけ特に突出した状態となっているが、正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの厚みを薄くすることで、接合部３８全体の厚みを極力薄く抑えることができる。これにより、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が接合部３８から受ける応力を低減、分散できるので、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力も分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュール１の破損を防止することが可能となる。特に、薄型化及び軽量化のために表面側ガラス基板２２を薄くした場合には、表面側ガラス基板２２において割れの発生防止が重要な課題となるが、接合部３８における正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの厚みを薄く形成することで、表面側ガラス基板２２の割れの発生をより効果的に防止することが可能となる。
【００８７】
さらに、正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの厚みを薄くすることに加え、上記変形例１の封止部材２４の構成を組み合わせることで、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が接合部３８から受ける応力をさらに低減、分散できるので、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力もさらに分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュールの破損をより確実に防止することが可能となる。
【００８８】
また、変形例１の正負の引き出し線３２，３３では、図５Ａ，図５Ｂ等に示す基本構成の正負の引き出し線３２，３３に比べて、接合部３８（すなわち、一端部３２ｂ，３３ｂ）の幅ｗ１が、他の部分の幅ｗ２の幅より広く形成されている。この変形例１では、一端部３２ｂ，３３ｂの幅ｗ１を、他の部分の幅ｗ２の２倍としている。すなわち、正負の引き出し線３２，３３の一端部３２ｂ，３３ｂの幅方向の断面積と、他の部分の幅方向の断面積とが等しくなるように形成されている。
【００８９】
すなわち、引き出し線の一端部の厚みを薄くしただけでは、この一端部の引き出し線の幅方向の断面積が、他の部分の幅方向の断面積より小さくなってしまい、接合部３８の抵抗が大きくなって、この部分で発熱、断線等が発生する可能性がある。従って、変形例１では、引き出し線の一端部の厚みを薄くした分、幅方向を広くして、一端部の断面積が他の部分の断面積より小さくならないように、すなわち等しくなるようにしている。これにより、接合部３８での発熱、断線等の発生を防止することができる。
【００９０】
（３）正負の引き出し線３２，３３の変形例２の説明
図１０Ａ，図１０Ｂは、変形例２の正負の引き出し線３２，３３を用いた太陽電池モジュール１の概略断面図である。ただし、図１０Ａは、最終品に成形する前（すなわち、ラミネート処理前）の状態、図１０Ｂは最終成形品（すなわち、ラミネート処理後）の状態を示している。
【００９１】
すなわち、変形例２の正負の引き出し線３２，３３は、幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状となるように形成したものである。なお、図示は省略しているが、正負の取り出し線３０，３１についても、幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体が湾曲状となるように形成してもよい。
【００９２】
正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の断面形状が矩形状であった場合、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたとき、封止部材２４が裏面電極層上の正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１（特にその接合部３８）から受ける応力は、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の両角部分に集中することになる。しかし、この変形例２によれば、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の断面形状において、その角部または幅方向の全体を湾曲状に形成しているので、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の特定部位に応力が集中してかかるといった状態が回避され、応力が分散されることになる。これにより、封止部材２４を太陽電池セル２５の裏面電極層に密着させたときに、封止部材２４が裏面電極層上の正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１（特にその接合部３８）から受ける応力を低減、分散できるので、表面側ガラス基板２２や裏面側ガラス基板２３にかかる応力も分散されるため、これら表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の割れによる太陽電池モジュール１の破損を防止することが可能となる。特に、薄型化及び軽量化のために表面側ガラス基板２２を薄くした場合には、表面側ガラス基板２２において割れの発生防止が重要な課題となるが、正負の引き出し線３２，３３や取り出し線３０，３１の幅方向の断面形状においてその角部または幅方向の全体を湾曲状に形成することで、表面側ガラス基板２２の割れの発生をより効果的に防止することが可能となる。また、正負の引き出し線３２，３３については、この変形例１と上記変形例２とを組み合わせることによって、表面側ガラス基板２２の割れの発生をさらに効果的に防止することが可能となる。
【００９３】
（４）表面側ガラス基板２２の周端部の形状に関する変形例の説明
図１１は、太陽電池モジュール1の終端部の形状を一部拡大して示す概略断面図である。
【００９４】
図１１に示す太陽電池モジュール１では、表面側ガラス基板２２の周端部近傍２２ｄが裏面側ガラス基板２３側に湾曲している。
【００９５】
すなわち、表面側ガラス基板２２は、裏面側ガラス基板２３よりも薄く形成されている。また、太陽電池モジュール１は、その外形寸法がおおよそ縦１４００ｍｍ、横１０００ｍｍと大型である。従って、表面側ガラス基板２２及び裏面側ガラス基板２３の寸法もこれに合わせた寸法となっている。つまり、薄型で大型の表面側ガラス基板２２は、それ自体が湾曲しやすい状態となっている。そこで、本発明では、このような表面側ガラス基板２２の特性を利用して、表面側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３との間に太陽電池セル２５を封止部材２４で封止したとき、表面側ガラス基板２２の周端部近傍２２ｄを裏面側ガラス基板２３側に湾曲させるように形成している。このように形成することで、表面側ガラス基板２２と裏面側ガラス基板２３の周端部間の隙間Ｐが狭くなるため、太陽電池モジュール１の周端面に露出する封止部材２４の周端面２４ｂの面積を小さくすることができる。これにより、太陽電池モジュール１を設置後、太陽電池モジュール１の周端面からの水蒸気等の浸入をより効果的に防止することが可能となる。
【００９６】
（５）最後に、上記構成の太陽電池モジュール１の製造方法について、再度、まとめて説明する。ただし、ここでは図５Ａ，図５Ｂ，図６，図７Ａ，図７Ｂの基本構成を用いて製造方法を説明する。
【００９７】
まず、表面側ガラス基板２２上に、複数の太陽電池セル２５を形成する。
【００９８】
すなわち、図５Ａ及び図５Ｂを参照して既に説明したように、表面側ガラス基板２２上に複数の太陽電池セル２５を形成し、隣接する太陽電池セル２５，２５同士の一方の表面電極層と他方の裏面電極層とを互いに接続することで複数の太陽電池セル２５を直列に接続した太陽電池ストリング２６を形成する。そして、この太陽電池ストリング２６の一端部の太陽電池セル２５にＰ型電極端子部２７を形成し、他端部の太陽電池セル２５の裏面電極層の端部上にＮ型電極端子部２８を形成し、正側取り出し線３０をＰ型電極端子部２７に接合し、負側取り出し線３１をＮ型電極端子部２８に接合する。この後、太陽電池ストリング２６上に、絶縁フィルム３６で片面被覆された正側引き出し線３２と負側引き出し線３３とを、互いの先端部を対向させた状態で一直線状に配置し、正側引き出し線３２の露出した一端部３２ｂを正側取り出し線３０にはんだ付けにより接続し、負側引き出し線３３の露出した一端部３３ｂを負側取り出し線３１にはんだ付けにより接続する。
【００９９】
次に、図７Ａに示すように、複数の太陽電池セル２５が形成された表面側ガラス基板２２上に、太陽電池セル２５と対向する面側に凹凸部２４ａがくるように封止部材２４を配置し、この封止部材２４の上に、裏面側ガラス基板２３を配置する。
【０１００】
そして、真空条件下で、裏面側ガラス基板２３の上方から加圧しながら加熱するラミネート処理を実施する。すなわち、加熱がある程度進むと、封止部材２４の粘度が低下して流動性を有するようになり、太陽電池セル２５の裏面電極層上に接触している凹凸部２４ａが徐々に押し潰され、かつ、面方向に押し延ばされて、表面側ガラス基板２２に封止部材２４が接近していく。さらに、加熱が進み、ラミネート工程の終期の段階になると、封止部材２４は、太陽電池セル２５の裏面電極層の全体及びその周囲に隙間なく溶融して流動し、その後、一度冷却（低温化）して硬化する。この結果、図７Ｂに示す構造の太陽電池モジュール１が製造される。
【０１０１】
本実施形態では、封止部材２４をアイオノマー樹脂で形成しているので、加熱によって溶融した封止部材２４はその変形が容易となり、面方向に押し延ばすようにして、凹凸部２４ａを均等に押し潰していくことができる。そして、最後には、凹凸部２４ａが完全に押し潰され、封止部材２４が太陽電池セル２５の裏面電極層の全体、及び、太陽電池セル２５からはみ出している表面側ガラス基板２２の周端部の上面、及び裏面側ガラス基板の対向する下面全体に均等に密着することになる。このようなラミネート処理では、裏面側ガラス基板２３を介して封止部材２４を加圧する際、封止部材２４の凹凸部２４ａがほぼ均等に押し潰されていくことで、その応力は裏面側ガラス基板２３及び表面側ガラス基板２２の全体にほぼ均等にかかり、特定部位に集中することがないので、特に、厚みを薄くした表面側ガラス基板２２においてひび割れ等の破損を防止、もしくは低減することができる。
【０１０２】
上記製造方法では、ラミネート処理において封止部材２４への加圧力を一定としているが、加圧力を段階的に上昇させるようにしてもよい。この場合には、裏面側ガラス基板２３に低い圧力をかけつつ、封止部材２４を加熱して溶融させる段階を経た後、裏面側ガラス基板２３に強い圧力をかけて封止部材２４を押し潰していくようにラミネート処理を行うことができる。最初から、裏面側ガラス基板２３に強い圧力をかけた場合には、薄く形成されている表面側ガラス基板２２が割れる可能性があるが、段階的に加圧力を上昇させることにより、その可能性を低減することができる。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、表面側ガラス基板２２が裏面側ガラス基板２３より薄く形成されている場合について説明したが、これとは逆に、裏面側ガラス基板２３が表面側ガラス基板２２より薄く形成された太陽電池モジュールについても、本発明の製造方法を適用することが可能である。
【０１０４】
また、上記実施形態では、本発明の製造方法によって製造された太陽電池モジュールを、架台に載置して使用する太陽光発電システムに適用した場合を例示しているため、太陽電池モジュール１は、架台１０への取付金具を兼ねた２本の支持部材１９を備えているが、このような支持部材１９を備えない太陽電池モジュールについても、本発明を適用可能であることは当然である。
【０１０５】
また、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０６】
なお、この出願は、日本で２０１０年６月３０日に出願された特願２０１０−１４９３０８号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、合わせガラス構造の樹脂封止型太陽電池モジュールを薄型化及び軽量化に際し、薄型化された表面側ガラス基板（または薄型化された裏面側ガラス基板）を採用しても、表面側ガラス基板や裏面側ガラス基板等の破損が少なく、かつ、防水性にも優れた太陽電池モジュールの製造方法、及びその製造方法で製造された太陽電池モジュールを提供することができる点で有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  太陽電池モジュール
１０  架台
１１  コンクリート基礎
１２  ベース桟
１３  アーム
１４  縦桟
１５  横桟
１７  案内支持具
１８  両面テープ
１９  支持部材
１９ｅ  係合部
２１  半導体層部
２２  表面側ガラス基板（表面側絶縁基板）
２３  裏面側ガラス基板（裏面側絶縁基板）
２２ａ，２３ａ  周端面
２４  封止部材
２４ａ  凹凸形状部
２４ｂ  周端面
２５  太陽電池セル（表面電極層，光電変換層，裏面電極層）
２６  太陽電池ストリング
２７  Ｐ型電極端子部
２８  Ｎ型電極端子部
３０  正側取り出し線
３１  負側取り出し線
３２  正側引き出し線（正極リード線）
３３  負側引き出し線（負極リード線）
３２ａ，３２ｂ  出力リード部
３２ｂ，３３ｂ  一端部
３６  絶縁膜（絶縁フィルム）
３８  接合部
【国際調査報告】
2012002422.tif 000024
2012002422.tif 000025
2012002422.tif 000026
2012002422.tif 000027